硬件电路的设计 - 单片机实现交通灯控制系统的双模式

2.2 硬件电路的设计

　　2.2.1 控制器的选择

　　作为交通智能控制的中心，控制器的选择十分重要。我们常见的有：(1)现场可编程门阵列FPGA;(2)可编程逻辑控制器PLC;(3)51 系列单片机等。这是一种较为实用的系统，所以要从价格和使用方面等因素综合考虑。以上3 种控制器都可以很好的完成交通灯的智能控制，而FPGA 和PLC 操作和完成简单，但成本价格较高，性价比低。对于本设计，51 系列单片机完全可以实现其控制，且性能良好，价格低廉。因此选用大家所熟知的89C52单片机作为控制器。

　　2.2.2 红外发射接收原理

　　

 

　　图3 红外发射与接收原理图

　　通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制如图3所示。红外接收头的工作原理：内置接收管将红外发射管发射出来的光信号转换为微弱的电信号，此信号经由IC 内部放大器进行放大，然后通过自动增益控制、带通滤波、解调变、波形整形后还原为遥控器发射出来的原始编码，经由接收头的信号输出脚输入到电器上的编码识别电路。

　　2.2.3 硬件电路总图

　　本设计选用 89C52单片机作为控制器，控制系统的正常运行。本系统有两种运行模式，普通模式和上下班高峰模式。可通过按键或红外遥控对系统运行模式进行切换。按键切换适于值班人员使用，而红外遥控切换适于交警巡查时使用，方便快捷。现简要介绍该系统工作原理：89C52 单片机通过锁存器控制数码管显示红绿灯时间，东西、南北四组数码管时间显示相同。P1^2～P1^7 控制交通灯的显示。P1^2～P1^4 控制东西道两组交通灯的显示，这两组红绿灯通过单片机控制显示相同颜色的指示灯并且切换时间相同;而P1^5～P1^7 控制南北道两组交通灯的显示，这两组红绿灯同样通过单片机控制显示相同颜色的指示灯并且切换时间相同。P3^5 接按键S1，通过此按键可控制系统运行模式。P3^2 接红外接收模块，通过此接口可红外遥控切换系统运行模式。如图4 所示：

　　

 

　　图4，硬件电路图

　　到此，硬件电路搭建完成。

　　3 系统软件的设计

　　近年来，单片机开发技术不断发展，从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言，单片机的开发软件也在不断发展，Keil 软件是目前最流行开发MCS-51 系列单片机程序的软件。

　　Keil 提供了包括C 编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境(uVison)将这些部分连在一起。

　　因此该系统的软件部分在Keil 环境下进行程序的编程，下面主要介绍程序中的主要子程序和一些重要部分：